【数据结构】链栈的基本操作（C语言版）

一、链栈

1、链栈的定义：

2、链栈的优缺点：

二、链栈的基本操作算法（C语言）

1、宏定义

2、创建结构体

3、链栈的初始化

4、链栈的进栈

5、链栈的出栈

6、获取栈顶元素

7、栈的遍历输出

8、链栈的判空

9、求链栈的栈长

10、链栈的清空

11、链栈的销毁

三、链栈的基本操作完整代码（C语言）

四、运行结果

一、链栈

1、链栈的定义：

链栈是一种栈的实现方式，它使用链表结构来实现。每个节点包含数据域和指针域，其中数据域用于存储数据，指针域用于指向下一个节点。链栈的栈顶指针指向栈顶元素，栈底指针指向栈底元素。

2、链栈的优缺点：

链栈的优点：

空间利用率高：链栈可以根据实际情况动态调整栈的大小，避免了顺序栈可能出现的内存溢出等问题。
时间复杂度低：链栈的入栈和出栈操作只需要改变栈顶指针的指向，时间复杂度为O(1)，不需要像顺序栈一样进行数据的移动，具有比较高的效率。
方便进行动态扩展：链栈可以方便地进行动态扩展，当需要增加元素时，可以动态地增加存储空间；当需要减少元素时，可以释放未使用的空间。

链栈的缺点：

需要额外的指针存储空间，因此占用的存储空间较大。
插入和删除操作需要修改指针，操作较为复杂。
无法充分利用内存的连续性优势，因为链表节点的存储位置是分散的。

二、链栈的基本操作算法（C语言）

1、宏定义

#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -1typedef int SElemType;
typedef int Status;

2、创建结构体

//创建结构体
typedef struct StackNode {SElemType data;struct StackNode *next;
} StackNode, *LinkStack;

3、链栈的初始化

//初始化
Status InitStack(LinkStack &S) {S = NULL;return OK;
}

4、链栈的进栈

//进栈
Status Push(LinkStack &S, SElemType e) {//在栈顶插入元素eStackNode *p = new StackNode; //生成新结点if (!p) exit(OVERFLOW);p->data = e;p->next = S; //将新结点插入  栈顶S = p;       //修改栈顶指针为preturn OK;
}

5、链栈的出栈

//出栈
Status Pop(LinkStack &S, int &e) {//删除S的栈顶元素，用e返回其值if (S == NULL) {return ERROR;}e = S->data;      //将栈顶元素赋给eLinkStack p = S;            //用p临时保存栈顶元素空间，以备释放S = S->next;      //修改栈顶指针delete p;return OK;
}

6、获取栈顶元素


//获取栈顶元素
Status Top(LinkStack &S, int &e) {//删除S的栈顶元素，用e返回其值if (S == NULL) {return ERROR;}e = S->data;      //将栈顶元素赋给ereturn OK;
}

7、栈的遍历输出

//栈的遍历输出
void StackTraverse(LinkStack S) {LinkStack p;  //使用指针p辅助访问栈里元素p = S;           //p初始从栈顶开始printf("从栈顶依次读出该栈中的元素值为:");while (p != NULL) {printf("%d ", p->data);p = p->next;}printf("\n");
}

8、链栈的判空

//判空
Status stackEmpty(LinkStack S) {if (S == NULL) {如果栈顶的指针域指向空，则栈空return true;} else {return false;}
}

9、求链栈的栈长

//求栈长
Status stackLength(LinkStack S) {int len = 0;while (S != NULL) {len++;S = S->next;}return len;
}

10、链栈的清空

//清空
Status ClearStack(LinkStack &S) {StackNode *p;while (S != NULL) {p = S->next;delete S;S = p;}return OK;
}

11、链栈的销毁

//销毁
Status DestoryStack(LinkStack S) {StackNode *p;while (S) {p = S;S = S->next;delete p;}S = NULL;return OK;
}

三、链栈的基本操作完整代码（C语言）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -1typedef int SElemType;
typedef int Status;//创建结构体
typedef struct StackNode {SElemType data;struct StackNode *next;
} StackNode, *LinkStack;//初始化
Status InitStack(LinkStack &S) {S = NULL;return OK;
}//进栈
Status Push(LinkStack &S, SElemType e) {//在栈顶插入元素eStackNode *p = new StackNode; //生成新结点if (!p) exit(OVERFLOW);p->data = e;p->next = S; //将新结点插入  栈顶S = p;       //修改栈顶指针为preturn OK;
}//出栈
Status Pop(LinkStack &S, int &e) {//删除S的栈顶元素，用e返回其值if (S == NULL) {return ERROR;}e = S->data;      //将栈顶元素赋给eLinkStack p = S;            //用p临时保存栈顶元素空间，以备释放S = S->next;      //修改栈顶指针delete p;return OK;
}//获取栈顶元素
Status Top(LinkStack &S, int &e) {//删除S的栈顶元素，用e返回其值if (S == NULL) {return ERROR;}e = S->data;      //将栈顶元素赋给ereturn OK;
}//获取栈顶元素
Status GetTop(LinkStack S) {//返回S的栈顶元素，不修改栈顶指针if (S != NULL) {return S->data;}
}//栈的遍历输出
void StackTraverse(LinkStack S) {LinkStack p;  //使用指针p辅助访问栈里元素p = S;           //p初始从栈顶开始printf("从栈顶依次读出该栈中的元素值为:");while (p != NULL) {printf("%d ", p->data);p = p->next;}printf("\n");
}//判空
Status stackEmpty(LinkStack S) {if (S == NULL) {如果栈顶的指针域指向空，则栈空return true;} else {return false;}
}//求栈长
Status stackLength(LinkStack S) {int len = 0;while (S != NULL) {len++;S = S->next;}return len;
}//清空
Status ClearStack(LinkStack &S) {StackNode *p;while (S != NULL) {p = S->next;delete S;S = p;}return OK;
}//销毁
Status DestoryStack(LinkStack S) {StackNode *p;while (S) {p = S;S = S->next;delete p;}S = NULL;return OK;
}//功能菜单
int choice() {printf("==================================\n");printf("         链栈操作功能菜单            \n");printf("1、进栈  2、出栈  3、获取栈顶元素 \n");printf("4、清空  5、销毁   6、批量进栈   \n");printf("7、判空           8、链栈的长度 \n");printf("9、打印栈内元素     10、退出程序 \n");printf("==================================\n");return 0;
}int main() {LinkStack linkstack;//初始化Status rInitStack = InitStack(linkstack);if (rInitStack == OK) {printf("链栈初始化成功！\n");} else {printf("链栈初始化失败！\n");}while (1) {//功能菜单choice();int flag;printf("请输入所需的功能编号：\n");scanf("%d", &flag);switch (flag) {case 1: {//进栈Status Pushdata;printf("请输入插入元素(请在英文状态下输入例如:1): \n");scanf("%d", &Pushdata);Status rPush = Push(linkstack, Pushdata);if (rPush == OK) {printf("向链栈进栈%d成功！\n", Pushdata);} else {printf("向链栈进栈失败！\n");}}break;case 2: {//出栈Status popData;Status rPop = Pop(linkstack, popData);if (rPop == OK) {printf("向链栈出栈%d成功！\n", popData);} else {printf("向链栈出栈失败！\n");}}break;case 3: {//获取栈顶元素Status topData;Status rTop = Top(linkstack, topData);if (rTop == OK) {printf("向链栈获取栈顶元素：%d\n", topData);} else {printf("向链栈获取栈顶元素失败！\n");}
//                //获取栈顶元素
//                Status rGetTop = GetTop(linkstack);
//                if (rGetTop == OK) {
//                    printf("向链栈获取栈顶元素：%d\n", topData);
//                } else {
//                    printf("向链栈获取栈顶元素失败！\n");
//                }}break;case 4: { //清空Status rClearStack = ClearStack(linkstack);if (rClearStack == OK) {printf("链栈清空成功！\n");} else {printf("链栈清空失败！\n");}}break;case 5: {//销毁Status rDestroyStack = DestoryStack(linkstack);if (rDestroyStack == OK) {printf("链栈销毁成功！\n");} else {printf("链栈销毁失败！\n");}}break;case 6: {//批量插入int on;printf("请输入想要插入的元素个数：\n");scanf("%d", &on);SElemType array[on];for (int i = 1; i <= on; i++) {getchar();printf("向顺序栈第%d个位置插入元素为:", (i));scanf("%d", &array[i]);}for (int i = 1; i <= on; i++) {Status rPush = Push(linkstack, array[i]);if (rPush == OK) {printf("向链栈进栈%d成功！\n", array[i]);} else {printf("向链栈进栈失败！\n");}}}break;case 7: {//判空Status rStackEmpty = stackEmpty(linkstack);if (rStackEmpty == true) {printf("链栈为空栈！\n\n");} elseprintf("链栈不为空！\n\n");}break;case 8: {//链栈的长度Status length = stackLength(linkstack);printf("链栈的长度为：%d 。\n\n", length);}break;case 9: {  //打印栈内元素StackTraverse(linkstack);}break;case 10: {//退出程序return 0;}break;default: {printf("输入错误，无此功能，请检查输入:\n\n");}}}return 1;
}